报告题目：Long timescale modelling of atomistic processes (原子运动过程的长时间尺度模拟仿真)

报告人：Professor Steven Kenny, Professor of Mathematical and Computational Modelling, Loughborough University(英国拉夫堡大学)

邀请人：于淼

报告时间：4月11日下午4：00

报告地点：信远楼II206我院报告厅

报告人简介：Steven Kenny教授本科就读于英国帝国理工大学，博士就读于英国剑桥大学。曾于英国牛津大学任博士后助理研究员、研究员、讲师。2001年转至英国拉夫堡大学数学系任职，于2014年晋升教授。现为博士生导师，发表论文八十余篇，专著一部。是英国物理学会会员，英国中部超算中心委员。

他的主要研究领域为材料学数学建模的方法与应用，尤其是原子模拟。包括用于太阳能电池的薄膜生长的模拟，尤其是模拟在实际时间尺度下，薄膜生长参数对生长机理的影响。其他方向还包括核辐射对材料损伤的模拟，对下一代核反应堆的开发具有重大意义，尤其是在长时间尺度下的核损伤，帮助制造耐核损的材料以延长核反应堆的寿命。

报告摘要：Molecular dynamics approaches have had considerable success in modelling atomistic processes in materials science and physics and have explained a number of experimentally observed phenomena. With the advent of massively parallel computers ever larger atomic systems have been able to be modelled, with the current record of over 1 trillion atoms. It is, however, far more difficult to extend the timescales with these methods as one cannot parallelise over time, thus the current limits are around 1 ms and this is not practical for most systems. In this talk I will discuss methods by which the timescales in a simulation can be extended far beyond this, particularly focusing on adaptive kinetic Monte Carlo approaches. I will highlight the methods utilized and the challenges remaining. Examples from the modelling of surface growth and radiation damage will be used to highlight the applications of these methods.

在材料学和物理学中所观察到的很多实验现象可以成功的使用分子动力学在原子层面来进行仿真模拟。借助当今无比强大的超级计算机平台，现如今可以模拟的原子数量规模可达到上万亿。然而这些方法却非常难以模拟更长的时间尺度，因为原子运动的演化是不能作并行计算的，故而现如今对于大部分的系统而言使用分子动力学可模拟的时间尺度大约在1毫秒左右。在今天的报告中，我将讨论可以将模拟仿真的时间尺度进一步延伸的方法，尤其是自适应动态蒙特卡洛方法。我将着重讨论该方法的应用与挑战，薄膜平面的生长与材料的核辐射损伤将作为使用该方法的两个例子给出。